2024-2025学年高中物理 第六章 万有引力与航天 4 万有引力理论的成就（1）教案 新人教版必修2

2024-2025学年高中物理第六章万有引力与航天4万有引力理论的成就（1）教案新人教版必修2主备人备课成员教学内容分析本节课的主要教学内容为人教版高中物理必修2第六章“万有引力与航天”中的第4节“万有引力理论的成就（1）”。教学内容主要包括：万有引力定律的提出及其数学表达式，开普勒定律的介绍，以及万有引力与天体运动的关系。通过这些内容，学生将理解牛顿如何通过观察和数学推导，总结出万有引力定律，以及这一理论对航天事业的影响。

教学内容与学生已有知识的联系在于，学生在前面的章节中学习了牛顿运动定律和圆周运动的基础知识，为理解万有引力定律提供了必要的运动学基础。此外，学生在初中阶段对行星运动已有初步了解，能够将开普勒定律与牛顿的万有引力理论相结合，深化对天体运动规律的理解。通过本节课的学习，学生将能够将理论知识与实际的天体运动相联系，体会科学理论的实用性和深刻性。核心素养目标本节课旨在培养学生以下物理学科核心素养：科学思维、科学探究、科学态度与责任。通过学习万有引力理论的成就，学生能够运用科学思维方法，分析天体运动规律，理解万有引力定律的提出过程及其数学表达形式，培养逻辑推理和数学建模能力。在科学探究方面，学生通过观察、模拟实验等方式，探索万有引力与天体运动的关系，提高实践操作与数据分析能力。此外，课程强调科学态度与责任，引导学生认识科学家严谨求实的探究精神，激发学生对自然现象的好奇心与探索欲，培养其尊重科学、勇于质疑的态度，以及运用科学知识服务社会、造福人类的责任感。学习者分析1.学生已经掌握了相关知识：学生在之前的学习中，已经熟悉了牛顿运动定律、圆周运动的基本概念，对物体的运动有了较为深入的理解。此外，学生对行星运动三大定律也有初步了解，这些都为学习万有引力理论奠定了基础。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：高中阶段的学生对探索宇宙、航天等前沿领域有较高的兴趣。他们在数学和逻辑推理方面具备一定能力，喜欢通过实验、观察等方式进行探究学习。此外，学生在团队合作、讨论交流中表现出较好的学习风格。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在学习万有引力理论时，学生可能对以下方面遇到困难：首先，理解万有引力定律的推导过程，尤其是数学表达式的推导，可能觉得抽象和难以理解；其次，将理论知识与实际天体运动相结合，进行问题分析时，可能存在一定的难度；最后，在实验操作和数据分析过程中，学生可能对实验结果的精确度和误差分析感到困惑。

针对这些困难和挑战，教师在教学过程中应注重引导学生逐步深入，提供丰富的实例和实验操作机会，以帮助学生克服困难，提高学习效果。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源1.硬件资源：教室、计算机、投影仪、实验器材（包括行星模型、弹簧测力计、天平等）。

2.软件资源：多媒体教学软件、物理仿真实验软件、PPT演示文稿。

3.课程平台：学校局域网教学平台、数字化学习平台。

4.信息化资源：电子教材、教学视频、科普文章、在线习题库。

5.教学手段：讲授、小组讨论、实验探究、案例分析、互动问答、课后作业。教学流程（一）课前准备（预计用时：5分钟）

学生预习：

发放预习材料，引导学生提前了解万有引力理论的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。

设计预习问题，如“牛顿是如何发现万有引力定律的？”激发学生思考，为课堂学习万有引力内容做好准备。

教师备课：

深入研究教材，明确教学目标和重难点。

准备教学用具和多媒体资源，确保教学过程的顺利进行。

设计课堂互动环节，提高学生学习积极性。

（二）课堂导入（预计用时：3分钟）

激发兴趣：

提出问题或设置悬念，如“为什么行星会按照一定的轨道运行？”引发学生的好奇心和求知欲，引导学生进入学习状态。

回顾旧知：

简要回顾上节课学习的圆周运动和行星运动三大定律，帮助学生建立知识之间的联系。

提出问题，检查学生对旧知的掌握情况，为学习新课打下基础。

（三）新课呈现（预计用时：25分钟）

知识讲解：

清晰、准确地讲解万有引力定律的知识点，结合实例帮助学生理解。

突出万有引力定律的推导过程，强调数学表达式的含义，通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。

互动探究：

设计小组讨论环节，让学生围绕“万有引力与天体运动的关系”问题展开讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。

鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。

技能训练：

设计实践活动或实验，如“模拟行星运动”，让学生在实践中体验知识的应用，提高实践能力。

在新课呈现结束后，对万有引力定律的知识点进行梳理和总结。

强调重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。

（四）巩固练习（预计用时：5分钟）

随堂练习：

随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对万有引力知识的掌握情况。

鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决问题。

错题订正：

针对学生在随堂练习中出现的错误，进行及时订正和讲解。

引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。

（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）

知识拓展：

介绍与万有引力相关的拓展知识，如航天技术、天体物理等，拓宽学生的知识视野。

引导学生关注学科前沿动态，培养学生的创新意识和探索精神。

情感升华：

结合万有引力内容，引导学生思考学科与生活的联系，培养学生的社会责任感。

鼓励学生分享学习心得和体会，增进师生之间的情感交流。

（六）课堂小结（预计用时：2分钟）

简要回顾本节课学习的万有引力定律内容，强调重点和难点。

肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。

布置作业：

根据本节课学习的内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。拓展与延伸1.拓展阅读材料：

（1）《宇宙的奥秘：从地心说到日心说》

本文介绍了从古代的地心说到哥白尼的日心说，再到开普勒定律的发现，宇宙观的变革过程。

（2）《牛顿的万有引力定律：开启现代天文学的大门》

本文详细阐述了牛顿如何发现万有引力定律，以及这一理论对天文学和航天事业的影响。

（3）《航天技术的发展：从理论到实践》

本文概述了航天技术的发展历程，从最初的火箭原理，到人类登陆月球、火星探测等壮丽的事业。

2.课后自主学习和探究：

（1）研究万有引力定律在航天领域的应用，了解我国航天事业的发展历程和取得的成就。

（2）探索行星运动的其他规律，如椭圆轨道、行星之间的相互作用等。

（3）研究天体的质量、距离等因素如何影响万有引力的大小。

（4）了解现代天文学研究的新发现，如黑洞、暗物质、暗能量等。

（5）通过科普文章、视频等途径，了解科学家们是如何通过观测和实验，不断验证和发展万有引力理论的。

（6）结合实际，思考万有引力理论在生活中的应用，如地球重力对物体的影响、卫星通信、导航系统等。

（7）进行小组讨论，分享各自的学习心得和探究成果，互相启发，共同提高。板书设计1.标题：《万有引力理论的成就（1）》

2.板书内容：

-万有引力定律

-牛顿

-F=G*(m1*m2)/r^2

-开普勒定律

-行星椭圆轨道

-行星面积速率恒定

-行星轨道周期平方与半长轴立方成正比

-万有引力与天体运动

-天体质量

-天体距离

-天体速度

-宇宙探索

-航天技术

-人造卫星

-探测器

3.板书结构：

-板书分为四个部分，依次为万有引力定律、开普勒定律、万有引力与天体运动、宇宙探索。

-每个部分用不同颜色粉笔标出，突出重点。

-用箭头连接各个部分，表示知识之间的联系。

4.艺术性和趣味性：

-在标题处使用艺术字体，增加美感。

-在牛顿头像旁画一颗苹果，寓意牛顿发现万有引力定律的故事。

-使用不同形状的符号表示天体，如圆形代表行星，方形代表人造卫星等。

-在板书右侧绘制一幅简化的太阳系图，展示万有引力在天体运动中的作用。课堂1.课堂评价：

（1）提问：在课堂教学中，通过设计不同难度的问题，了解学生对万有引力理论知识的掌握程度。针对学生的回答，及时发现他们对知识点的理解误区，并进行针对性的解答和指导。

（2）观察：在课堂讨论、小组合作等环节，观察学生的参与程度、合作能力和沟通技巧。关注学生在实验操作过程中的表现，了解他们的实践能力和问题解决能力。

（3）测试：进行课堂小测验，检查学生对万有引力定律、开普勒定律等知识点的掌握情况。通过测试，发现学生的薄弱环节，为课后辅导和作业布置提供依据。

2.作业评价：

（1）批改：对学生的课后作业进行认真批改，指出错误之处，给出详细的修改建议，帮助学生找到问题所在。

（2）点评：对学生的作业进行点评，肯定学生的优点，鼓励他们继续努力。针对作业中普遍存在的问题，进行集中讲解，提高学生的学习效果。

（3）反馈：及时向学生反馈作业评价结果，让学生了解自己的学习进度和存在的问题。鼓励学生针对自己的不足，制定针对性的学习计划